เริ่มต้นใช้งาน tiva c series tm4c123g Launchpad จาก Texas Instruments

เราทุกคนคุ้นเคยกับไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้ AVR และ PIC เนื่องจากมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้ ARM กำลังได้รับความนิยมในปัจจุบันเนื่องจากต้นทุนและความเร็วTiva C Series TM4C123G LaunchPad ของ Texas Instruments (EK-TM4C123GXL)เป็นหนึ่งในนั้นเป็นบอร์ดพัฒนาต้นทุนต่ำที่ใช้ ARM Coretx-M4F Evaluation Board กระดานสีแดงแวววาวสวยงามนี้มีเสน่ห์ในการใช้งานเพียงเพราะข้อเท็จจริงที่ว่ามันเป็นของ Texas Instruments การเรียนรู้ วิธีใช้ TI Microcontrollers น่าจะเป็นเครื่องมือที่ยอดเยี่ยมในแขนเสื้อของเราเพราะ TI มี MCU มากมายให้เลือกในราคาที่แข่งขันได้ ก่อนหน้านี้เราได้กล่าวถึงบอร์ดยอดนิยมอื่นจาก TI - MSP430 LaunchPad และสร้างโครงการมากมายโดยใช้มัน

ในชุดของบทเรียนนี้เราจะ ได้เรียนรู้เกี่ยวกับเรื่องนี้ TM4C123 LaunchPad และวิธีการเขียนโปรแกรมมันใช้ LaunchPad นี้เราสามารถทำงานร่วมกับ C ไมโครคอนโทรลเลอร์ชุดซึ่งข้อเสนอ32 บิตประสิทธิภาพการทำงานกับความเร็วในการดำเนินงานได้ถึง 180MHz บทเรียนจะถูกเขียนขึ้นสำหรับผู้เริ่มต้นใช้งานอิเล็กทรอนิกส์ดังนั้นทุกหัวข้อจะได้รับการสรุปให้ชัดเจนที่สุด ฮาร์ดแวร์ที่จำเป็นสำหรับบทช่วยสอนเหล่านี้คือแล็ปท็อปและTIVA LaunchPad Development Toolkit ที่มีส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานอื่น ๆ อีกสองสามอย่างที่คุณสามารถหาได้ง่ายในร้านฮาร์ดแวร์อิเล็กทรอนิกส์ในพื้นที่ของคุณ ดังนั้นโดยไม่ต้องรอช้าอีกต่อไปเรามาดูเครื่องมือการพัฒนาและตรวจสอบสิ่งที่รวมอยู่ในกล่องและวิธีการใช้งาน เราจะสามารถ กะพริบไฟ LED ได้ โดยใช้ TIVA TM4C123Gในตอนท้ายของบทช่วยสอนนี้

TM4C123 TIVA LaunchPad เนื้อหา

เมื่อคุณซื้อ TM4C123 TIVA LaunchPad Development Tool จาก TI หรือผู้จำหน่ายในพื้นที่อื่น ๆ คุณจะได้รับวัสดุต่อไปนี้รวมอยู่ในกล่องของคุณ

• TM4C123 TIVA LaunchPad Development Board (EK-TM4C123GXL)
• อินเทอร์เฟซการดีบักในวงจรบนบอร์ด (ICDI)
• ปลั๊ก USB micro-B เข้ากับสายเสียบ USB-A
• คู่มือเริ่มใช้งานฉบับย่อ

มาดูคุณสมบัติและข้อมูลจำเพาะของ TM4C123 LaunchPad

คุณสมบัติ LaunchPad ของ TIVA C series

มีสามรุ่นใน TIVA C ซีรีส์ LaunchPad พร้อมคุณสมบัติและข้อมูลจำเพาะที่แตกต่างกัน พวกเขาทั้งหมดมีพิน GPIO ความเร็วหน่วยความจำและการเชื่อมต่อที่แตกต่างกัน คุณสมบัติที่สำคัญทั้งหมดของบอร์ด TIVA ต่างๆได้รับการเปรียบเทียบในตารางด้านล่าง:

ชื่อ MCU	คุณสมบัติ
TM4C123G LaunchPad: EK-TM4C123GXL	TM4C Series MCU - 80 MHz ARM Cortex-M4 CPU w / Floating Point 256KB Flash, 32KB RAM, 2KB EEPROM, 2x12-bit 1MSPS ADC, 6x64-bit และ 6x32-bit timers สูงสุด 16 Motion PWM, 8 UART, 4 I2C, 4 SSI, 2 CAN, 1 USB H / D อินเทอร์เฟซการแก้จุดบกพร่องในวงจร USB บนบอร์ด อินเทอร์เฟซ BoosterPack XL 40 พินที่วางซ้อนกันได้ LED ผู้ใช้ RGB สวิตช์ผู้ใช้สองตัว (แอปพลิเคชัน / ปลุก)
TM4C1294 LaunchPad ที่เชื่อมต่อ: EK-TM4C1294XL	MCU ซีรีส์ TM4C ที่เร็วที่สุด - ซีพียู ARM Cortex-M4 120 MHz พร้อมจุดลอยตัว แบบบูรณาการ 10/100 Ethernet MAC + PHY & โซลูชันแอปพลิเคชันบนคลาวด์ที่ปรับขนาดได้ แฟลช 1MB, RAM 256KB, EEPROM 6KB, 2x12-bit 2MSPS ADC, ตัวจับเวลา 8x32 บิต (16x16 บิต) สูงสุด 8 Motion PWM Channels, 10 I2C, 8 UART, 4 QSPI, 2 CAN, 1 EPI, 1 USB H / D อินเทอร์เฟซการแก้จุดบกพร่องในวงจร USB บนบอร์ด สองอินเทอร์เฟซ BoosterPack XL 40 พินที่วางซ้อนกันได้ กริด I / O สำหรับเขียงหั่นขนมแบบไม่บัดกรีและการเชื่อมต่อกระดานข้างก้น
TM4C129E Crypto Connected LaunchPad: EK-TM4C129EXL	MCU ซีรีส์ TM4C ที่เร็วที่สุด - ซีพียู ARM Cortex-M4 120 MHz พร้อมจุดลอยตัว แบบบูรณาการ 10/100 Ethernet MAC + PHY & โซลูชันแอปพลิเคชันบนคลาวด์ที่ปรับขนาดได้ แฟลช 1MB, RAM 256KB, EEPROM 6KB, 2x12-bit 2MSPS ADC, ตัวจับเวลา 8x32 บิต (16x16 บิต) ฮาร์ดแวร์เร่งความเร็ว Crypto สูงสุด 8 Motion PWM Channels, 10 I2C, 8 UART, 4 QSPI, 2 CAN, 1 EPI, 1 USB H / D อินเทอร์เฟซการแก้จุดบกพร่องในวงจร USB บนบอร์ด สองอินเทอร์เฟซ BoosterPack XL 40 พินที่วางซ้อนกันได้ กริด I / O สำหรับเขียงหั่นขนมแบบไม่บัดกรีและการเชื่อมต่อกระดานข้างก้น การสาธิตการเชื่อมต่อระบบคลาวด์ที่ปลอดภัยโดยใช้ TI-RTOS, WolfSSL และ Exosite

ดังที่คุณเห็นในตารางด้านบนว่าบอร์ด LaunchPad ทั้งหมดมีการจำลองแบบออนบอร์ดสำหรับการเขียนโปรแกรมและการดีบักโค้ดปุ่มกดและไฟ LED รวมถึงตัวเชื่อมต่อที่ใช้ในการเชื่อมต่อโมดูลปลั๊กอิน BoosterPacks ที่ใช้ TI ซึ่งเพิ่มฟังก์ชันใหม่ให้กับ LaunchPad เช่นการเชื่อมต่อไร้สายไฟ LED เซ็นเซอร์และอื่น ๆ

จากทั้งสาม LaunchPads, Connected และ Crypto connected LaunchPads เป็นคุณสมบัติมากมายและใช้ในอุตสาหกรรมสำหรับการประมวลผลประสิทธิภาพสูงและยังมีขนาดที่มากกว่า TM4C123G LaunchPad เกือบสองเท่า ดังนั้นสำหรับการใช้งานที่มีขนาดเล็ก TM4C123G LaunchPad เป็นทางเลือกที่ดีที่สุด ดังนั้นในชุดบทเรียนนี้เราจะใช้ TM4C123G LaunchPad เพื่อสำรวจฟังก์ชันการทำงานทั้งหมดของชุดการพัฒนานี้

เปรียบเทียบ TIVA LaunchPad กับ Arduino และ MSP430

ในบทเรียนก่อนหน้านี้เราได้ใช้ Arduino และ MSP430 Launchpad บ่อยๆ มาดูกันว่าแตกต่างจาก TIVA LaunchPad อย่างไร ไมโครคอนโทรลเลอร์แต่ละตระกูลมีคุณสมบัติบางอย่างที่เหมือนกันเช่นพิน GPIO, ADC หรือสองตัว, ตัวจับเวลาเป็นต้นอย่างไรก็ตามวิธีการทำงานภายในนั้นแตกต่างกันโดยสิ้นเชิงเนื่องจากมีการลงทะเบียนที่แตกต่างกันและกระบวนการใช้งานที่แตกต่างกัน TIVA LaunchPads เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ 32 บิตที่ใช้ ARM cortex M4 ในขณะที่ Arduino (atmega328) และ MSP430 มีสถาปัตยกรรมที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงกับบัส 8 บิต ขนาดของชุดการพัฒนาเหล่านี้เกือบจะเท่ากัน แต่มีจำนวน GPIO และความเร็วในการประมวลผลต่างกัน เทคนิคการเข้ารหัสยังแตกต่างกันในแต่ละตระกูล

สิ่งที่น่าสนใจคือ LaunchPads จาก TI มีภาษาที่ใช้ประมวลผลคล้ายกับ Arduino ซึ่งเรียกว่าEnergiaซึ่งสามารถทำงานร่วมกับ LaunchPads ของ TIVA C series

การเปิดเครื่องและการทดสอบ TIVA C series TM4C123G Development Board

ภาพด้านล่างแสดงส่วนประกอบออนบอร์ดทั้งหมดของ TIVA LaunchPad มีขั้วต่อ USB สองตัวและสวิตช์เลือกพลังงานหนึ่งตัว สำหรับการเขียนโปรแกรมและวัตถุประสงค์ในการดีบักคุณต้องใช้ตัวเชื่อมต่อ USB ที่มีการแก้ปัญหาที่เขียนไว้ข้างใต้และให้สวิตช์เลือกพลังงานไปที่การแก้ปัญหาเพื่อตั้งโปรแกรม นอกจากนี้คุณสามารถจ่ายไฟให้กับบอร์ดโดยใช้ขั้วต่อนี้

หรืออีกวิธีหนึ่งสำหรับการเปิดไมโครคอนโทรลเลอร์คุณสามารถใช้ขั้วต่อ USB ที่สองและเปลี่ยนสวิตช์เลือกพลังงานไปที่อุปกรณ์ แต่จะเป็นการเพิ่มพลังให้กับบอร์ดเท่านั้นและไม่สามารถตั้งโปรแกรมได้

ก่อนที่จะเริ่มสิ่งใด TI จะ อัปโหลดโปรแกรมตัวอย่าง บนไมโครคอนโทรลเลอร์ TIVA ของคุณแล้วดังนั้นให้เราเปิดบอร์ดและตรวจสอบว่าใช้งานได้หรือไม่ ดังนั้นให้จ่ายไฟบอร์ดผ่านแจ็คไมโคร USB และเมื่อคุณทำเสร็จแล้วคุณจะสังเกตเห็นไฟ LED RGB ที่ด้านล่างของปุ่มรีเซ็ตของบอร์ดของคุณหรือส่องสว่าง

ตอนนี้ให้เราไปที่ Software Environment

ซอฟต์แวร์การเขียนโปรแกรม (IDE) สำหรับ TIVA LaunchPad

Texas Instruments ช่วยให้เราสามารถตั้งโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์ผ่านสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย อย่างเป็นทางการคือ Code Composer Studio ที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อ CCS อีก IDE คือ Keil uVision ซอฟต์แวร์เหล่านี้ให้บริการฟรี แต่การใช้โปรแกรมเหล่านี้ต้องใช้ประสบการณ์ในระดับเล็กน้อยกับไมโครคอนโทรลเลอร์

ตั้งแต่ชุดของบทเรียนนี้มีการกำหนดเป้าหมายสำหรับผู้เริ่มต้นแน่นอน เราใช้การพัฒนาสิ่งแวดล้อมอื่นที่เรียกว่าพละEnergia เป็นโอเพ่นซอร์สและสภาพแวดล้อมฟรีที่ช่วยให้เราสามารถตั้งโปรแกรม TI Microcontrollers ได้อย่างง่ายดาย จุดมุ่งหมายหลักของ Energia คือการทำให้การเขียนโปรแกรม TI MCU ง่ายเหมือนการเขียนโปรแกรมใน Arduino ดังนั้นEnergia จึงเทียบเท่ากับ Arduino IDEที่รองรับ Microcontrollers ของ Texas Instruments คนที่เคยใช้ Arduino จะเห็นด้วย